Aplicações e principais características da soldagem a laser

A soldagem a laser é um método eficiente e preciso de soldagem que utiliza um feixe de laser de alta densidade de energia como fonte de calor. É uma das importantes aplicações da tecnologia de processamento de materiais a laser. Atualmente, as aplicações da soldagem a laser estão gradualmente se expandindo, incluindo principalmente a indústria de manufatura, metalurgia do pó, indústria automotiva, eletrônica, biomédica, bem como outras áreas relacionadas à soldagem a laser de ligas como BT20, HEl30, baterias de íon de lítio, entre outras.

As principais características da soldagem a laser incluem uma deformação mínima das peças soldadas, praticamente sem folgas de junção, uma alta relação de profundidade/largura de solda, resultando em uma qualidade de solda melhor do que os métodos de soldagem tradicionais. No entanto, garantir a estabilidade da qualidade da soldagem a laser, ou seja, o monitoramento e controle de qualidade do processo de soldagem a laser, é um aspecto importante no campo de aplicação do laser. Isso inclui o uso de vários sensores, como indutivos, capacitivos, ultrassônicos, fotoelétricos, entre outros, para monitorar e controlar aspectos como rastreamento de junta, detecção de defeitos e monitoramento da qualidade da junta de solda, através do controle de feedback e ajuste dos parâmetros do processo de soldagem, a fim de alcançar a automação da soldagem a laser.

Em comparação com outras técnicas de soldagem tradicionais, as principais vantagens da soldagem a laser são:

1. Velocidade rápida, grande profundidade, pequena deformação.

2. Pode ser realizada a temperatura ambiente ou em condições especiais, com equipamentos de soldagem simples. Por exemplo, o feixe de laser não se desvia através de campos eletromagnéticos; o laser pode ser usado para soldar em vácuo, ar ou em ambientes com certos gases, e pode ser usado para soldar através de vidro ou materiais transparentes ao feixe de luz.

3. Pode soldar materiais de difícil fusão, como titânio, quartzo, e pode soldar materiais diferentes com bons resultados.

4. Após o foco do laser, a densidade de potência é alta, permitindo uma relação de profundidade/largura de até 5:1 em dispositivos de alta potência, podendo chegar a 10:1.

5. Pode ser usado para soldagem em pequena escala. O feixe de laser focalizado pode obter um ponto de luz muito pequeno e preciso, podendo ser aplicado na soldagem de peças micro e pequenas em produção automatizada em larga escala.

6. Pode soldar áreas de difícil acesso, realizando soldagem sem contato a longas distâncias, proporcionando grande flexibilidade. Especialmente nos últimos anos, a tecnologia de transmissão de fibra óptica tem sido adotada na tecnologia de processamento a laser YAG, ampliando assim a aplicação e disseminação da tecnologia de soldagem a laser.

7. O feixe de laser pode ser facilmente dividido no tempo e no espaço, permitindo o processamento simultâneo de múltiplos feixes e posições de trabalho, proporcionando condições para uma soldagem mais precisa.

No entanto, a soldagem a laser também apresenta algumas limitações:

1. Requer alta precisão na montagem das peças a serem soldadas, e a posição do feixe de luz sobre a peça não pode ter desvios significativos. Isso ocorre porque, após o foco do laser, o tamanho do ponto de luz é pequeno e a junta de solda é estreita, sendo fácil ocorrer defeitos de soldagem se a precisão da montagem das peças ou a precisão do posicionamento do feixe de luz não atenderem aos requisitos.

2. O custo do laser e dos sistemas relacionados é alto, representando um investimento inicial significativo.